特效熱處理用的甲醇催化裂解方法及裝置的制造方法
【專利說明】特效熱處理用的甲醇催化裂解方法及裝置
[0001](一)領域
特效熱處理用的甲醇催化裂解方法及裝置屬于化工領域。
[0002](二)簡介
金屬具有不透明、金屬光澤良好的導熱和導電性并且其導電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質。
[0003]金屬內部原子具有規律性排列的固體(即晶體)。
[0004]合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合組成，具有金屬特性的物質。
[0005]相指金屬或合金中化學成分相同、晶格結構相同，或原子聚集狀態相同，并與其他部分之間有明確界面的獨立均勻組成部分。
[0006]組織是指用肉眼可直接觀察的，或用放大鏡、顯微鏡能觀察分辨的材料內部微觀形貌圖像。
[0007]固溶體是一個(或幾個)組元的原子(化合物)溶入另一個組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。
[0008]由于溶質原子進入溶劑晶格的間隙或結點，使晶格發生畸變，使固溶體硬度和強度升高，這種現象叫固溶強化現象。
[0009]合金組元間發生化合作用，生成一種具有金屬性能的新的晶體固態結構。
[0010]機械混合物由純金屬、固溶體、金屬化合物這些合金的基本相按照固定比例構成的組織稱為機械混合物。
[0011]鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。
[0012]另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
[0013]熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。
[0014]這些過程互相銜接，不可間斷。
[0015]加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，近而應用液體和氣體燃料。
[0016]電的應用使加熱易于控制，且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。
[0017]金屬加熱時，工件暴露在空氣中，常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。
[0018]因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進行保護加熱。
[0019]加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一，選擇和控制加熱溫度，是保證熱處理質量的主要問題。
[0020]加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。
[0021]另外轉變需要一定的時間，因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時，還須在此溫度保持一定時間，使內外溫度一致，使顯微組織轉變完全，這段時間稱為保溫時間。
[0022]采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間，而化學熱處理的保溫時間往往較長。
冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。
[0023]一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。
[0024]但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
[0025]金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。
[0026]根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。
[0027]同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。
[0028]鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
[0029]整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。
[0030]鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
[0031]退火是將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻。
[0032]目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。
[0033]正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
[0034]淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬火介質中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆，為了及時消除脆性，一般需要及時回火。
[0035]為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650°C的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。
[0036]退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關系密切，
常常配合使用，缺一不可。
[0037]“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝。
[0038]金屬零件進行真空熱處理均在密閉的真空爐內進行，嚴格的真空密封眾所周知。
[0039]因此，獲得和堅持爐子原定的漏氣率，保證真空爐的工作真空度，對確保零件真空熱處理的質量有著非常主要的意義。
[0040]所以真空熱處理爐的一個關鍵問題，就是要有可靠的真空密封構造。
[0041]為了保證真空爐的真空性能，真空熱處理爐結構設計中必須道循一個基本原則，就是爐體要采用氣密焊接，同時在爐體上盡量少開或者不開孔，少采用或者避免采用動密封結構，以盡量減少真空泄露的機遇。
[0042]安裝在真空爐體上的部件、附件等如水冷電極、熱電偶導出裝置也都必須設計密封構造。
[0043]大部分加熱與隔熱材料只能在真空狀態下使用。真空熱處理爐的加熱與隔熱襯料是在真空與高溫下工作的，因而對這些材料提出了耐高溫，輻射成果好，導熱系數小等要求。
[0044]對抗氧化性能要求不高。所以，真空熱處理爐廣泛采用了鉭、鎢、鑰和石墨等作加熱與隔熱構料。這些材料在大氣狀態下極易氧化，因此，普通熱處理爐不能采用這些加熱與隔熱材料。
[0045](三)定義及應用
從托輥配件軸承零件粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過熱。但要確切判斷其過熱的程度必須觀察顯微組織。
[0046]若在GCrl5鋼的淬火組織中出現粗針狀馬氏體，則為淬火過熱組織。
[0047]形成原因可能是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時間太長造成的全面過熱；也可能是因原始組織帶狀碳化物嚴重，在兩帶之間的低碳區形成局部馬氏體針狀粗大，造成的局部過熱。
[0048]過熱組織中殘留奧氏體增多，尺寸穩定性下降。由于淬火組織過熱，鋼的晶體粗大，會導致零件的韌性下降，抗沖擊性能降低，軸承的壽命也降低。過熱嚴重甚至會造成淬火裂紋。
[0049]淬火溫度偏低或冷卻不良則會在顯微組織中產生超過標準規定的托氏體組織，稱為欠熱組織，它使硬度下降，耐磨性急劇降低，影響托輥配件軸承壽命。
[0050]托輥軸承零件在淬火冷卻過程中因內應力所形成的裂紋稱淬火裂紋。
[0051]造成這種裂紋的原因有:由于淬火加熱溫度過高或冷卻太急，熱應力和金屬質量體積變化時的組織應力大于鋼材的抗斷裂強度。
[0052]工作表面的原有缺陷(如表面微細裂紋或劃痕)或是鋼材內部缺陷(如夾渣、嚴重的非金屬夾雜物、白點、縮孔殘余等)在淬火時形成應力集中；嚴重的表面脫碳和碳化物偏析。
[0053]零件淬火后回火不足或未及時回火；前面工序造成的冷沖應力過大、鍛造折疊、深的車削刀痕、油溝尖銳棱角等。
[0054]總之，造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種，內應力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。
[0055]淬火裂紋深而細長，斷口平直，破斷面無氧化色。
[0056]它在軸承套圈上往往是縱向的平直裂紋或環形開裂；在軸承鋼球上的形狀有S形、T形或環型。淬火裂紋的組織特征是裂紋兩側無脫碳現象，明顯區別與鍛造裂紋和材料裂紋。
[0057]NACHI軸承零件在熱處理時，存在有熱應力和組織應力，這種內應力能相互疊加或部分抵消，是復雜多變的，因為它能隨著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小的變化而變化，所以熱處理變形是難免的。